4.8. Коагуляция в процессе водоподготовки

Органические примеси, находящиеся в природных водах, создают в основном коллоидные системы. Как правило, их частицы несут отрицательный заряд. Наличие органических коллоидов в воде затрудняет некоторые процессы подготовки воды для паросиловых установок, а также и процессы самой генерации пара. В связи с этим водоподготовка предусматривает удаление коллоидных примесей из природных вод. Удаление их фильтрованием воды через какие-либо механические фильтры невозможно, так как размеры коллоидных частиц слишком малы. Поэтому удаление коллоидных примесей проводят коагуляцией.

Коагуляция осуществляется с помощью реагентов-коагулянтов, обычно сульфатов алюминия или железа. Эти соли, вводимые в определенных количествах в очищаемую воду, подвергаются гидролизу с образованием соответствующих труднорастворимых гидроксидов Fe(OH)₃ и AI(OH)₃. Последние в процессе образования дают коллоидные растворы, частицы которых несут заряд, обратный по знаку заряду органических коллоидных частиц, т.е. положительный. В результате осуществляется процесс взаимной коагуляции: при взаимодействии двух коллоидных систем происходит уменьшение заряда, дегидратация и, наконец, укрупнение частиц. Образующиеся при этом крупные хлопья могут быть легко удалены с помощью фильтрования.

9. Методы получения лиофобных коллоидов

Коллоидные растворы могут быть получены либо путем ассоциации (конденсации) молекул и ионов истинных растворов, либо раздроблением частиц грубодисперсных систем. В отдельную группу может быть выделен метод получения с помощью пептизации.

4.9.1. Методы конденсации

4.9.1.1. Метод физической конденсации

Этот метод основан на конденсации паров в вакууме на поверхности сосуда, охлажденного жидким воздухом (рис. 29). Для этого в отростках 1 и 3 прибора подвергаются испарению одновременно диспергируемое вещество (например, натрий) и дисперсионная среда (например, бензол) при температуре 673 К. Пары этих веществ конденсируются на поверхности сосуда 4, охлаждаемого жидким воздухом до 197 К, при этом охлажденный твердый бензол, намерзающий на стенках, содержит затвердевший натрий. После удаления из сосуда 4 жидкого воздуха температура постепенно повышается, оттаявшая смесь бензола с натрием попадает в отросток 2, образуя коллоидный раствор натрия в бензоле.

П

Рис. 29. Схема прибора

С.З. Рогинского:

1,3 – отростки для С₆Н₆ и металлического Na;

2 – отросток для сбора коллоидного раствора;

4 – пробирки с жидким воздухом

еревести растворенное вещество, находящееся в молекулярно-дисперсном раздроблении в коллоидное раздробление можно заменой одного растворителя другим. Для этого необходимо иметь два смешивающихся между собой растворителя, один из которых хорошо растворяет вещество, а другой – не растворяет. Так, мастика хорошо растворима в спирте и почти не растворима в воде. При добавлении к спиртовому раствору мастики воды происходит резкое понижение растворимости мастики, в результате чего молекулы соединяются в коллоидные частицы. Так же получают коллоидные растворы серы или канифоли.